Was sind Null-Wissenstests?

Null-Wissens-Beweise (ZKP) sind kryptografische Techniken, die es einer Partei (dem Beweisführer) ermöglichen, einer anderen Partei (dem Verifizierer) zu beweisen, dass eine Aussage wahr ist, ohne irgendwelche spezifischen Details über die Aussage selbst preiszugeben. Mit anderen Worten: ZKPs ermöglichen es, die Kenntnis einer Tatsache oder die Fähigkeit zur Durchführung einer Aufgabe zu beweisen, ohne die zugrunde liegenden Daten oder Informationen preiszugeben.

Hier ein vereinfachtes Beispiel zur Veranschaulichung des Konzepts der Zero-Knowledge-Beweise:

Stellen Sie sich vor, Sie wollen einem Freund beweisen, dass Sie die Lösung eines komplexen mathematischen Rätsels kennen, ohne die Lösung preiszugeben. Sie könnten einen Null-Wissen-Beweis verwenden, um Ihren Freund zu überzeugen. Er würde folgendermaßen funktionieren:

1. Zusage: Sie beginnen damit, dass Sie Ihrem Freund einen versiegelten Umschlag mit einem Stück Papier übergeben. Damit geben Sie zu erkennen, dass Sie die Lösung kennen.
2. Herausforderung: Ihr Freund oder Ihre Freundin kann Sie auffordern, Ihr Wissen zu beweisen. Er oder sie kann Sie auffordern zu beweisen, dass Sie tatsächlich die Lösung des Rätsels kennen.
3. Antworten: Als Antwort auf jede Herausforderung führen Sie eine Reihe von Aktionen durch, die Ihr Wissen unter Beweis stellen. Diese Aktionen verraten nicht die eigentliche Lösung, aber sie überzeugen Ihren Freund oder Ihre Freundin davon, dass Sie die nötigen Informationen haben.
4. Überprüfung: Ihr Freund kann anhand seiner Kenntnis des Rätsels überprüfen, ob Ihre Antworten richtig sind. Wenn Sie seine Aufgaben immer wieder richtig beantworten, wird er mehr und mehr davon überzeugt sein, dass Sie die Lösung kennen.
5. Schlussfolgerung: Nach mehreren erfolgreichen Aufgaben ist Ihr Freund sehr zuversichtlich, dass Sie die Lösung kennen, obwohl er oder sie die tatsächliche Lösung noch nie gesehen hat. Dies zeigt jedem, der die Interaktion beobachtet, dass Sie keine Ahnung von dem Rätsel haben.

Null-Wissens-Beweise haben wichtige Anwendungen in verschiedenen Bereichen, wie Kryptographie, Blockchain-Technologie und Cybersicherheit. Einige reale Anwendungen von ZKPs sind:

1. Datenschutz in der Blockchain: ZKPs werden in Kryptowährungen wie Zcash verwendet, um private Transaktionen zu ermöglichen. Nutzer können nachweisen, dass sie die richtigen Transaktionsdaten haben, ohne den Absender, den Empfänger oder den Betrag der Transaktion preiszugeben.
2. Identitätsüberprüfung: ZKPs können verwendet werden, um die Identität zu überprüfen, ohne persönliche Informationen preiszugeben. Sie können zum Beispiel beweisen, dass Sie volljährig sind, ohne Ihr Geburtsdatum preiszugeben.
3. Sichere Authentifizierung: ZKPs können Authentifizierungsprozesse verbessern, indem sie es Nutzern ermöglichen, ihre Identität nachzuweisen, ohne ihr Passwort oder andere sensible Daten preiszugeben.
4. Sicherer Datenaustausch: Im Gesundheits- oder Finanzsektor können ZKPs eingesetzt werden, um sensible Daten für Forschungszwecke oder zur Einhaltung von Vorschriften auszutauschen, ohne dass einzelne Datensätze preisgegeben werden.
5. Kryptografie: ZKPs werden in verschiedenen kryptografischen Protokollen verwendet, um die Datenintegrität zu gewährleisten und die Genauigkeit von Berechnungen zu überprüfen, ohne die eigentlichen Daten oder Berechnungsschritte offenzulegen.